六种市售豆豉的品质和挥发性风味物质分析

覃芳丽1,2,王思远1*,邹宇晓1,3,黎尔纳1,穆利霞1,3,刘 军1,邢东旭1

(1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/广东省农产品加工重点实验室/农业农村部功能食品重点实验室,广东 广州 510610;2.仲恺农业工程学院 轻工食品学院,广东 广州 510225;3.化学与精细化工广东省实验室潮州分中心,广东 潮州 521000)

摘 要:为了对豆豉产品开发和风味改进提供数据支持和参考,选择市售常见的不同产地不同发酵类型的6种豆豉(编号为DC1~DC6)为研究对象,对其基本营养成分、游离氨基酸、核苷酸进行测定,计算其滋味活性值(TAV)和味精当量(EUC);采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对豆豉的挥发性风味物质进行分析,并结合感官评价进行综合对比。结果表明,罗定豆豉(DC3)的鲜味氨基酸含量和占比显著高于其他豆豉(P<0.05),张家口豆豉(DC6)的呈鲜味核苷酸含量最高,罗定豆豉(DC3)的EUC值最高;六种豆豉的感官综合评分排序为DC1>DC3>DC2>DC5>DC4>DC6,永川豆豉(DC5)的香气感官评分最高。不同产地豆豉的品质和风味差异较大,与其发酵菌种关联性较大;天冬氨酸、谷氨酸、鸟氨酸是豆豉中的主要呈鲜味物质;酸类、醛类和酯类等是豆豉中的主要挥发性风味物质;曲霉发酵产鲜味氨基酸多,风味良好;毛霉发酵风味独特浓郁,但鲜味不足;细菌发酵可产较高的呈味核苷酸,但香气不足。

关键词:豆豉;鲜味;挥发性风味物质;感官评价

豆豉是以黄豆或黑豆为原料的传统发酵豆制品,香气浓郁、味道鲜美、保质期长,深受中国人民的喜爱。豆豉通过微生物群落发酵而成,微生物分泌产生的蛋白酶、脂肪酶、糖化酶等分解大豆蛋白、脂肪、淀粉等大分子物质,产生多肽、氨基酸、寡糖及单糖等物质,这些风味前体物质在后期的发酵过程中发生一系列的生化反应,形成具有色、香、味且兼具功能活性的豆豉[1]。豆豉的鲜味主要来源于发酵产生的游离氨基酸和核苷酸。豆豉的香味成分复杂,已鉴定出酸类、醇类、酯类、醛类、酚类和吡嗪类等化合物,是发酵过程中经氨基酸降解、脂质氧化、微生物代谢、糖酵解以及Strecker降解等形成[1]。豆豉中含有大豆异黄酮、大豆多肽、大豆皂苷和溶栓酶等功能性成分,研究表明,豆豉具有降血压、抗肿瘤、抗氧化以及溶血栓等功效[2-5]

不同产地豆豉的风味品质差别较大,主要是采用的发酵菌种和工艺不同,根据发酵时参与的优势微生物种类,主要可分为曲霉型、毛霉型、根霉型和细菌型四大类[6]。在广东、江西、湖南等华南地区,多以米曲霉和黑曲霉等曲霉为主;在重庆、四川等地区,多以放射毛霉、总状毛霉和匍枝根霉等毛霉属为主,制曲和发酵温度均比曲霉型豆豉低,发酵周期更长;在山东、河北等北方地区和贵州、云南等地,多以芽孢杆菌、微球菌和乳酸菌等细菌为主[6]。目前,对豆豉的研究大多数集中在豆豉生产工艺[7]、菌群结构[8]、风味特征[9]以及健康效应[10]等方面。但对不同发酵菌种的豆豉品质评价及其相关性鲜有报道。对比不同产地、不同发酵类型豆豉的风味区别,探索其特点、优点及其形成机制,对产品改进具有重要意义。

本研究通过对广东、湖南、重庆、河北产地的六种市场常见豆豉的营养成分和游离氨基酸、核苷酸等鲜味物质进行分析,同时结合挥发性风味物质检测和感官评价客观评价不同产地豆豉的风味特征,以期为豆豉的产品开发和风味改进提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 原料

本试验中所用的六种豆豉的编号、产地以及发酵类型等信息见表1。

表1 六种豆豉的信息
Table 1 Information of six types of Douchi

样品编号 样品名称 产地 生产企业 发酵类型DC1 DC2 DC3 DC4 DC5 DC6大江豆豉阳江豆豉罗定豆豉浏阳豆豉永川豆豉张家口豆豉广东广东广东湖南重庆河北大江镇豉香源豆制品厂广东阳帆食品有限公司广东罗定市端溪调味食品厂浏阳市太平桥豆豉厂重庆市永川豆豉食品有限公司河北省张家口市涿鹿县科技园区曲霉型曲霉型曲霉型曲霉型毛霉型细菌型

1.1.2 试剂

氢氧化钠、氢氧化钾、酚酞、邻苯二甲酸氢钾、石油醚、5'-磺基水杨酸、盐酸、甲醛、乙醇、硫酸、高氯酸(均为分析纯):天津富宇精细化工有限公司;磷酸二氢钾(色谱纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;甲醇(色谱纯):赛默飞世尔科技(中国)有限公司;17种氨基酸混合标品(色谱纯):美国Sigma公司;鸟苷酸(guanosine monophosphate,GMP)、腺苷酸(adenosine monophosphate,AMP)、肌苷酸(inosincacid,inosine monphosphate,IMP)、肌苷(inosine,HxR)、次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)(均为色谱纯):上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

SQP分析天平、PB-10型pH计、SQP电子天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;DHG-9140A电热鼓风干燥机:上海一恒科学仪器有限公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司;K8400全自动凯氏定氮仪:瑞典FOSS公司;SOX416脂肪测定仪:德国Gerhardt公司;Milli-Q Intgral 5超纯水系统:德国Merk Millipore公司;L-8900型全自动氨基酸分析仪:日本HITACHI公司;SB25-12DTD超声波清洗机:宁波新芝生物科技股份有限公司;CR22GIII离心机:天美(中国)科学仪器有限公司广州分公司;固相微萃取(solid phase microextraction,SPME)装置和DVB/CAR/PDMS萃取头:美国Supelco公司;6890 N/5975气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)、LC1200型高效液相色谱:美国Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基本营养成分的测定

水分的测定参考GB5009.3—2016《食品中水分的测定》;脂肪的测定参考GB5009.6—2016《食品中脂肪的测定》;总酸的测定参考GB 12456—2021《食品中总酸的测定》;蛋白质的测定参考GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》;NaCl含量的测定参考GB 5009.44—2016《食品中氯化物的测定》。

1.3.2 游离氨基酸的测定

参考GUO L等[11]的方法,稍作改进。将样品磨碎,每种豆豉各取3份,准确称取1 g样品,加入0.01 mol/L盐酸浸泡30 min,过滤,取3 mL滤液于10 mL离心管中,加入3 mL 8 g/100 g磺基水杨酸溶液振荡均匀,放置1 h,将离心管于10 000 r/min离心10 min。取上清液过0.22 μm滤膜,用氨基酸自动分析仪检测。

1.3.3 核苷酸含量的测定

样品处理方法参考李春萍[12]的方法略作修改。准确称取5 g样品与15 mL高氯酸(5%,V/V),冰浴提取,均质2 min,随后在4 ℃、8 000 r/min离心15 min。然后取出上清,将沉淀用15 mL高氯酸(5%,V/V)充分洗涤,并在相同条件下离心,合并上清液。用5 mol/L氢氧化钾试液调节pH至6.5±0.01,4 ℃静置30 min,取上清液加纯水定容至50 mL。摇匀,过0.22 μm膜后测定。高效液相色谱仪参数参考刘登勇等[13]的方法。

1.3.4 滋味活性值和味精当量值的计算

滋味活性值(taste activity value,TAV)是样品中滋味活性物质含量与其呈味阈值的比值。计算游离氨基酸和核苷酸相应的TAV,反映出单一化合物对整体滋味的贡献。当TAV<1时,认为该物质对样品滋味没有贡献,TAV>1时,认为该物质对样品滋味有贡献,且数值越大,贡献越大[14],计算公式如下:

式中:C为滋味物质的质量浓度,mg/g;T为滋味物质的滋味阈值,mg/g。

味精当量(equivalent umami concentrations,EUC)用于评价食品体系中鲜味氨基酸与风味核苷酸的协同作用,即协同作用产生的鲜味强度相当于同样鲜度的谷氨酸钠(monosodium glutamate,MSG)的浓度[15],计算公式如下:

EUC(g MSG/100 g)=∑aibi+1218(∑aibi)(∑ajbj

式中:ai为Glu、Asp含量,g/100 g;bi为Glu、Asp相当于MSG的相对鲜度系数(Glu为1,Asp为0.077);aj为AMP、GMP、IMP含量,g/100 g;bj为AMP、GMP、IMP相当于IMP的相对鲜度系数(AMP为0.18、GMP为2.3、IMP为1);1218为协同作用常数。

1.3.5 挥发性风味物质的测定

参考于华等[16]的方法对样品进行处理,稍作改进。先将固相微萃取头插入250 ℃的气相色谱进样口老化1 h。称取3 g磨碎的豆豉样品,再加3 g NaCl于顶空瓶中,盖上瓶盖,置于65 ℃水浴锅中,将萃取头插入顶空瓶中,恒温吸附40 min,然后缩回萃取头,再将萃取头插入气相色谱-质谱(GC-MS)进样口,在250 ℃下解析5 min。

气相色谱条件:色谱柱为J&WDB-5石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);载气为氢气(He),流速1.0 mL/min,不分流进样;程序升温:起始温度40 ℃保持3 min后,以3 ℃/min升到85 ℃,再以8 ℃/min升到250 ℃,并保持10 min。

质谱条件:电子电离(electronic ionization,EI)源;发射电流350 μA;电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;接口温度250 ℃。

定性定量分析:经仪器自带的谱库检索定性,各组分质谱经计算机质谱库检索分析,按照匹配度>80的原则作为筛选条件。按峰面积归一化法计算化合物的相对含量。

1.3.6 感官评价

参考谭小琴[17]的感官评价法并稍作修改得到豆豉的感官评价标准。邀请经过培训的食品专业的8名同学对六种豆豉的外观、滋味、香气和口感四个方面进行感官评价,总分为100分,评价标准见表2。

表2 豆豉感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of Douchi

项目 评价标准 得分/分外观(10分)颗粒完整,不粘黏颗粒不太完整,不粘黏颗粒不完整,粘黏8~10 6~7 0~5

续表

项目 评价标准 得分/分滋味(40分)香气(40分)口感(10分)鲜味明显,无苦味或霉味鲜味较淡,无苦味或霉味鲜味不明显,有苦味或霉味豉香浓郁有豉香无豉香松软适口,无杂质略硬或略软,无杂质过硬或过软,略有杂质31~40 21~30 0~20 31~40 21~30 0~20 8~10 5~7 0~4

1.3.7 数据处理

所有实验均重复三次,实验结果以“平均值±标准偏差”的形式表示;数据采用Excel 2019、IBM SPSS Statistics 27.0统计软件进行分析处理,Origin 2022软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 营养成分对比

对六种市售豆豉的营养成分进行测定,结果见表3。

表3 六种豆豉的营养成分对比
Table 3 Comparison of nutritional components of six kinds of Douchi g/100 g

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

样品编号 水分 蛋白质 脂肪 总酸 NaCl DC1 DC2 DC3 DC4 DC5 DC6 1.39±0.01f 10.03±0.05c 7.78±0.02d 6.63±0.03e 11.81±0.09b 14.74±0.06a 26.55±0.04d 26.12±0.06e 29.87±0.00c 15.12±0.02f 36.03±0.01b 39.08±0.00a 31.57±0.01b 28.73±0.10c 27.10±0.12d 37.19±0.22a 21.07±0.10e 19.22±0.01f 13.44±0.20c 16.41±0.36b 10.53±0.36e 18.21±0.19a 12.32±0.01d 12.53±0.17d 3.58±0.05b 3.90±0.05a 3.02±0.03c 3.56±0.06b 2.07±0.00e 2.31±0.03d

由表3可知,DC5和DC6的水分含量相对较高,DC4的水分含量最低,三种广东豆豉的水分含量相近,在26.12%~29.87%。豆豉发酵过程中,水分可影响微生物的生长和代谢,进而影响豆豉中的物质组成,也是决定豆豉口感的重要因素[18]。DC4的蛋白质含量显著高于其他产地的豆豉(P<0.05),是DC6的1.93倍。六种豆豉的脂肪含量在10%~18%之间,脂肪的水解氧化作用对豆豉风味有重要影响。广东豆豉和湖南豆豉的总酸含量差距较小,DC5与DC6的总酸含量较低,总酸的生成可能与微生物胞外酶系使大分子物质降解生成有机酸等有关,同时会影响各种酶的活性,对豆豉品质有较大影响[19-20]。DC6含盐量显著高于其他豆豉(P<0.05),为14.74 g/100 g。豆豉盐含量过高,对人体健康不利,盐含量低则易污染不耐保存,因此研发低盐、高品质的豆豉是行业急需解决的问题之一[21]。由此可知,三种广东豆豉的营养成分含量相近,DC5和DC6最接近。

2.2 游离氨基酸组成对比

游离氨基酸及其含氮降解产物是发酵食品中重要的呈味物质和风味化合物的前体物质,是豆豉鲜味的重要物质来源[22]。六种豆豉中的游离氨基酸和呈味氨基酸的组成与含量测定结果见图1。

图1 六种豆豉中游离氨基酸(a)和呈味氨基酸(b)含量测定结果
Fig.1 Determination results of free amino acids (a) and flavor amino acids (b) contents in six kinds of Douchi

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。下同。

由图1可知,六种豆豉中均检出17种常见氨基酸,谷氨酸、丙氨酸和亮氨酸含量最高。按照MERLO T C等[23]对游离氨基酸的分类,可分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸四大类。六种豆豉的总氨基酸含量由高到低依次为DC1>DC4>DC2>DC3>DC6>DC5,DC1的总氨基酸含量显著高于其他五种豆豉(P<0.05)。天冬氨酸和谷氨酸是典型的鲜味氨基酸,DC3的鲜味氨基酸含量(13.48±0.46)mg/g和占比(31.91%)高于其他豆豉,其甜味氨基酸的含量位居第二,因此DC3的鲜味和甜味较为突出;DC5的苦味氨基酸占比最高,占总氨基酸的39.73%。呈味氨基酸主要由发酵食品中的蛋白质降解产生[24],取决于发酵微生物的代谢。三种广东豆豉和湖南豆豉的呈味氨基酸与鲜味氨基酸显著高于其他两种(P<0.05),它们都是曲霉发酵型,说明曲霉发酵比毛霉、细菌发酵代谢产鲜味氨基酸能力更强。

2.3 核苷酸含量对比

核苷酸及其关联化合物对发酵食品的滋味有着重要的贡献,不仅是主要的鲜味成分之一,还可与氨基酸类成分产生协同作用,显著提升总体风味。对六种市售豆豉核苷酸及其降解产物(GMP、IMP、AMP、HxR、Hx)进行测定,结果见图2。

图2 六种豆豉中核苷酸及降解产物含量测定结果
Fig.2 Determination results of nucleotide and degradation products contents in six kinds of Douchi

由图2可知,六种豆豉中均检出了5种核苷酸关联物质,以GMP、IMP和Hx为主,IMP和GMP与谷氨酸、丙氨酸等游离氨基酸有协同作用,增强鲜味[25]。Hx是核苷酸降解的最终产物,在六种豆豉中Hx的含量相对较高。DC6的风味核苷酸(AMP、GMP和IMP)含量为1.24 mg/g,显著高于其他豆豉(P<0.05)。GMP和IMP呈鲜味,其中,IMP是核苷酸中鲜味最强的呈味核苷酸,DC6中的GMP和IMP含量最高,分别是DC5的2.91倍和4.46倍,其次是DC4和三种广东豆豉。Hx是核苷酸降解的最终产物,豆豉中的Hx含量均高于HxR,这是豆豉有苦味的原因之一。细菌发酵豆豉DC6产GMP和IMP鲜味核苷酸能力最强。

2.4 滋味物质的呈味作用和鲜味强度评价

2.4.1 呈味物质的滋味活性值

滋味活性的强度由呈味物质的含量和阈值共同决定。六种豆豉中各呈味物质的阈值以及滋味活性值见表4。

表4 六种豆豉中滋味物质的阈值和滋味活性值
Table 4 Threshold and taste activity values of tasting substances in six kinds of Douchi

注:“-”表示未有文献报道阈值。

滋味物质阈值/(mg·g-1)TAV DC1 DC2 DC3 DC4 DC5 DC6 Asp Glu Thr Ser Gly Ala Val His Arg Met Ile Leu Tyr Phe Cys Lys Pro GMP IMP AMP HxR Hx 1.0 0.3 2.6 1.5 1.3 0.6 0.4 0.2 0.5 0.3 0.9 1.9-0.9-0.5 3 0.125 0.25 0.5 3.50 26.93 1.20 2.45 1.35 11.32 10.80 1.85 4.04 0.40 4.78 3.64-3.64-10.28 1.68 1.81 0.99 0.35 3.78 20.67 0.77 1.63 0.78 5.88 7.18 1.50 6.06 0.93 3.29 2.60-2.67-6.36 1.07 2.48 0.98 0.65 4.78 29.00 0.77 1.24 1.02 6.12 7.85 2.30 0.62 0.40 3.49 2.53-1.73-3.84 1.373 1.76 1.15 0.36 4.40 21.33 0.64 1.75 0.98 5.47 8.68 3.10 4.54 1.27 3.42 1.88-3.02-5.70 1.08 2.25 1.72 0.44 1.09 7.30 0.29 0.55 0.24 1.85 2.48 0.60 2.34 0.03 0.91 0.72-0.71-2.38 0.38 0.88 0.54 0.19 3.42 12.83 0.71 1.43 0.64 3.92 6.28 1.95 1.86 0.27 2.39 1.71-1.88-5.14 0.68 2.59 2.31 0.69——————--

由表4可知,六种豆豉中的鲜味氨基酸(Asp和Glu)的TAV均>1,特别是DC3中Glu的TAV,高达29.00,说明Glu是影响豆豉鲜味的主要氨基酸;六种豆豉中Ala的TAV均>1,除DC5外,其他豆豉的Ser的TAV也>1,对豆豉的甜味有一定贡献,同时,Ser和Ala可与IMP协同作用以增强鲜味[26];Val是六种豆豉中TAV最高的苦味氨基酸,DC5的苦味氨基酸的TAV最低,DC4中苦味氨基酸的TAV均>1。LIOE H等[27]研究发现,低于呈味阈值的苦味氨基酸可增强其他氨基酸的鲜味和甜味。除DC5以外,其他豆豉中的GMP的TAV均>1,IMP的TAV>1的有DC3、DC4和DC6,这三个产地的豆豉的鲜味更加突出。DC5中呈鲜味物质的TAV是六种豆豉中最低的,因此鲜度较弱。综合分析,鲜味、甜味和苦味等游离氨基酸和核苷酸的共同作用决定了豆豉的特征滋味。Asp、Glu、GMP和IMP是豆豉鲜味的主要贡献物质。

2.4.2 味精当量值

EUC是用于评价鲜味氨基酸和风味核苷酸之间协同增强鲜味的方法,此方法常用于食品鲜味强度的研究。六种豆豉的EUC值如图3所示。

图3 六种豆豉的味精当量值测定结果
Fig.3 Determination results of equivalent umami concentrations in six kinds of Douchi

MAU J[28]将EUC值分为四个级别:(1)>1 000 g MSG/100 g,(2)100~1 000 gMSG/100g,(3)10~100 gMSG/100 g,(4)<10 g MSG/100 g。由图3可知,六种豆豉的EUC值在11.44~94.94 g MSG/100 g,均处于第三级别,EUC值由高到低依次为DC3>DC4>DC1>DC2>DC6>DC5,DC3的EUC值显著高于其他豆豉(P<0.05),呈现的鲜味最为强烈,其原因是DC3中天冬氨酸和谷氨酸含量显著高于其他豆豉(P<0.05),IMP和AMP含量也较高。由此可知,曲霉型豆豉鲜度显著高于毛霉型和细菌型(P<0.05)。

2.5 豆豉中挥发性风味物质对比

香气是评价豆豉品质的重要指标。本实验通过固相微萃取气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)对六种豆豉样品的挥发性风味物质进行检测,结果见表5。

表5 六种豆豉中的挥发性风味物质相对含量测定结果
Table 5 Determination results of relative contents of volatile flavor components in six kinds of Douchi

序号类分化合物相对含量/%DC1 DC2 DC3 DC4 DC5 DC6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1.55 22.17 1.78 17.45 0.87 1.11 21.21 4.73 1.80-2.27 2.10-10.90 8.42-0.91-0.33 9.66-4.46 4.28 3.14 1.95 3.54-0.88-0.85-19.103.37异戊酸乙酸2-甲基丁酸棕榈酸小计苯甲醛苯乙醛异戊醛可卡醛2-苯基巴豆醛壬醛小计麦芽醇1-辛烯-3-醇2,3-丁二醇糠醇苄醇小计棕榈酸甲酯棕榈酸乙酯亚油酸乙酯油酸乙酯苯乙酸乙酯苯甲酸乙酯苯乙酸甲酯辛酸乙酯8,11-十八碳二烯酸甲酯14-甲基十五烷酸甲酯反-9-十八碳烯酸甲酯小计0.84 17.07-0.93 18.84 6.44 2.33-3.52 3.60 0.72 16.61 7.59 1.74 3.32 3.05 10.41 0.87 0.99 15.32 4.38 0.96-2.25 1.71 0.73 10.03 5.52 1.38 2.30-0.02 9.22 0.65 1.17 0.78 0.54 1.28 0.54 0.94 0.99 14.761.79-酸类——--醛类1.79 2.11 0.21 0.51 4.43 0.65-7.91 11 12 13 14 15 23.72 10.89 5.42 1.83 5.25 2.92 0.71 27.02 8.03醇类—— -16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 12.65 1.35 3.52 2.78 1.43 0.99-- - - - 0 -0.45 0.19 0.23酯类-- -0.18 8.21 0.63 1.44 0.46 0.51 1.09 1.47-0.28 15.75 13.68 6.16 1.52 4.99 1.91 0.68 28.94 3.58-3.32 1.99 0.48 9.37 0.30 0.44 0.24 0.36 0.62 1.26--1.03 0.15-- - - ——- --- - ---11.105.88 5.90 0.46 0.20 1.53

续表

序号类分化合物相对含量/%DC1 DC2 DC3 DC4 DC5 DC6 27 28 29 30 0.96 0.88--2-十四酮2-甲基-3甲氧基-4H-吡喃-4-酮3-辛酮苯乙酮小计愈创木酚乙基麦芽酚4-乙基-2-甲氧基苯酚4-乙基苯酚2-乙基苯酚2,6-二甲氧基苯酚3-烯丙基-6-甲氧基苯酚小计茴香脑4-烯丙基苯甲醚小计2-乙酰基吡咯小计2,3,5-三甲基吡嗪2,6-二甲基吡嗪2,3-二甲基吡嗪2-异戊基-6-甲基吡嗪2-乙基-6-甲基吡嗪2,5-二甲基-3-(3-甲基丁基)吡嗪2-甲基吡嗪2,5-二甲基吡嗪2-甲基-5-异丙基吡嗪2-甲基-6-乙烯基吡嗪2,3,5,6-四甲基吡嗪2-异丁基-3,5,6-三甲基吡嗪3-乙基-2,5-甲基吡嗪3,5-二乙基-2-甲基-吡嗪小计3-苯基呋喃2-正戊基呋喃小计β-红没药烯Δ-杜松烯1-石竹烯A-香柠檬烯Γ-杜松烯(-)-A-荜澄笳油烯B-倍半水芹烯(E)-beta-金合欢烯-1.37--1.83酮类——--1.84 0.80-0.80 31 32 33 34 35 36 37--0.40-0.58 0.98-1.27--1.37 2.18-0.91 2.18 1.77 0.72 1.60 4.01-- --- - - --- --- --- - - 0 - - - - - -38 39 40酚类 醚类 吡咯类41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5.61 2.49 0.68 3.17 1.66 1.66 0.95 2.49 1.84-1.84 3.07 3.07 4.09 1.83 4.83-1.01-0.51 0.70 0.23 7.28 0.77-0.77 12.92 12.92 2.81——--11.47 11.47 54.04 0.58 54.62 1.99 1.99-0.21吡嗪类0.93 0.31 1.05 0.56 1.03 0.67 0.88-- - - -5.27 1.06-1.06 1.85 1.85 0.94 4.05-0.24 0.59-0.41-0.33--0.34 0.60-0.48 4.28 0.49-- - - -1.27 0.74 0.36 1.10 0.31 0.31 7.38 1.67 1.32-0.42-0.55-0.34 0.25 25.01 1.37 0.74 2.74 41.79 0.58 1.09 1.67 0.88—— - - --- - - - - - - - - - -55呋喃类 烯烃类0.58-4.28 1.17 1.59 2.76 0.76-8.31 0.98 1.31 2.29 9.00 0.92 1.45 2.37 56 57 58 59 60 61 62 63——--0.50 6.56 0.94 2.28 3.22-0.26 0.50 0.38 0.33-- - - --- - - --- - - --- - - --- - - - - - -0.21 0.44-0.44 1.52 0.64 2.66 0.24 1.42 1.42 2.50 0.31

续表

注:“-”表示未检出。

?

由表5可知,六种豆豉分别鉴定出34种(DC1)、34种(DC2)、40种(DC3)、32种(DC4)、37种(DC5)、29种(DC6)挥发性风味物质。DC1、DC2、DC4、DC5的挥发性风味物质组成相近,均以醛类、酸类、醇类、吡嗪类和酯类为主,DC5还含有较丰富的吡咯类挥发性风味物质(相对含量12.92%);DC6的挥发性风味物质与其他产地豆豉差异较大,以醚类(相对含量54.62%)、酚类(相对含量11.47%)、烯烃类(相对含量17.09%)为主;DC3检出的挥发性风味物质种类最多,以吡嗪类、酸类、醛类、醇类为主,其中,吡嗪类化合物相对含量高达41.79%。六种豆豉共同检出的主要挥发性风味物质有乙酸、苯甲醛、苯乙醛、可卡醛、2-苯基巴豆醛、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、油酸乙酯、茴香脑、2-乙酰基吡咯、3-苯基呋喃等。

酸类物质大多具有刺激性气味,其中异戊酸和乙酸是六种豆豉中主要的酸类物质,都提供了不良风味。乙酸是六种豆豉共有的酸类物质中相对含量最高的成分,带有酸味,刺激味,若乙酸浓度较高时,呈现的是强烈、刺激性的特有气味,浓度适中时呈现出酸味[29]。除了DC6豆豉,其余5种豆豉都检出带有刺激性气味和汗臭味的异戊酸。

醛类主要通过脂质氧化和氨基酸降解产生,因为阈值较低,对豆豉风味的影响较大[30]。DC5中醛类物质相对含量最高(28.94%),以带有香甜、坚果香以及杏仁味的苯甲醛为主。DC6中醛类物质相对含量最高的则是可卡醛,呈现出甜香,蜂蜜香和咖啡香等良好风味。

醇类物质主要由脂肪酸二级氢过氧化物降解或由羰基化合物还原产生,一般具有植物香和泥土芳香,其阈值较高,对豆豉风味的直接贡献不大,但醇类是合成前体的关键物质[31]。除DC6以外,其他五种豆豉的醇类化合物以麦芽醇为主,主要提供焦糖香、甜香和烤坚果香。

酯类物质一般具有令人愉悦的气味,并且极易挥发,对豆豉的整体风味有重要作用[33]。棕榈酸乙酯和油酸乙酯是六种豆豉中共有的酯类香气化合物,分别呈现蜡香、果香、奶油香和脂香、牛脂香、油香、黄油香。DC4中的酯类物质相对含量最高(19.10%),其中棕榈酸乙酯占4.46%,亚油酸乙酯占4.28%。DC2、DC3、DC4、DC5中酯类香气化合物相对含量较高还有苯甲酸乙酯和苯乙酸乙酯,携带花香、果香和甜香、蜂蜜香、可可香、蜜糖香。

六种豆豉的醚类物质均以茴香脑为主,DC6中的相对含量最高(54.04%),也是DC6挥发性物质中相对含量最高的成分,具有特殊的茴香气味和甜味。

吡嗪类化合物是还原糖和氨基酸发生美拉德反应的产物,对豆豉的颜色和风味有极大贡献[7]。2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪等吡嗪类化合物的阈值极低,主要携带可可香、咖啡香、烤面包香气及坚果香等香气。DC3的吡嗪类化合物种类最多,含有11种,并独具2,3,5,6-四甲基吡嗪,相对含量占吡嗪类成分的25.01%,具有抑制血小板积聚、扩张血管和改善微循环等功效[34];DC6吡嗪种类最少且相对含量最低(0.21%)。除DC6以外,其他五种豆豉共有的吡嗪类成分有2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪和2-甲基吡嗪,这些吡嗪类成分广泛存在于酱油[35]、豆酱[36]等豆制品中。

综上,DC1、DC2、DC4、DC5的挥发性风味物质以酸类和醛类物质为主,DC3吡嗪类物质种类多且相对含量高,占41.79%,其余挥发性物质的种类和含量与另外两种广东产地豆豉的相似;DC6与其他豆豉有明显区别,其醚类物质的相对含量最高,烯烃类物质种类最多。六种豆豉的挥发性风味物质种类和含量差异较大,说明不同产地的豆豉在挥发性风味物质方面有差异,其中DC3的挥发性风味物质最为丰富。

2.6 感官评价

将8位感官评分人员对六种豆豉的评分结果进行汇总,结果见表6。

表6 六种豆豉的感官评分
Table 6 Sensory scores of six kinds of Douchi

?

由表6可知,六种豆豉的综合评分排序为DC1>DC3>DC2>DC5>DC4>DC6。三种广东豆豉的颗粒完整,软硬适中,鲜味明显,香气浓郁,总分高于其他三种豆豉。DC6颗粒不完整,粘黏严重,还有明显的盐粒,口感过于绵软,豉香较淡,因此总分最低。三种广东豆豉的滋味评分最高,其次是DC4,与EUC结果基本一致。总体而言,曲霉型豆豉滋味突出,风味浓郁,毛霉发酵的DC5香气突出,但滋味略弱,细菌发酵的DC6滋味和香气都不突出。

3 结论

该研究对不同产地的六种豆豉的风味品质进行分析,结果表明,六种豆豉的营养成分、游离氨基酸、核苷酸和挥发性风味物质组成存在显著性差异,并与其发酵菌种之间存在密切联系。营养成分方面,DC6含水量最高,且盐度最高;三种广东豆豉的营养组成相近,水分含量适中;DC4的含水量最低。滋味方面,研究发现Asp、Glu、GMP和IMP是豆豉鲜味的主要物质来源,曲霉发酵的三种广东豆豉和DC4的鲜味氨基酸和EUC值显著高于其他两种,说明曲霉发酵比毛霉、细菌发酵代谢产鲜味氨基酸能力更强;毛霉发酵的DC5的苦味氨基酸占比最高,鲜味强度最弱;细菌发酵的DC6的鲜味核苷酸含量最高。风味方面,大部分豆豉的挥发性风味物质以酸类、醛类和酯类为主;DC3鉴定出的挥发性风味物质种类最多;DC5的香气感官评分最高;DC6的香气感官评分最低,鉴定出的挥发性风味物质种类最少,以醚类、酚类和烯烃类物质为主。感官评价结果表明,曲霉发酵的4种豆豉鲜味突出,风味浓郁,总体评分优于其他两种豆豉。不同产地豆豉的风味品质有所差别,与其发酵菌种密切相关,曲霉发酵产鲜味氨基酸多,风味良好;毛霉发酵风味独特浓郁,但鲜味不足;细菌发酵可产较高的呈味核苷酸,但香气不足。本研究结果可为豆豉产品的品质提升提供参考。

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Analysis of quality and volatile flavor substances of six kinds of commercial Douchi

QIN Fangli1,2,WANG Siyuan1*,ZOU Yuxiao1,3,LI Erna1,MU Lixia1,3,LIU Jun1,XING Dongxu1
(1.Key Laboratory of Functional Food Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Sericultural&Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 510610,China;2.College of Light Industry and Food Science,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225,China;3.Chaozhou Branch of Chemistry and Chemical Engineering Guangdong Laboratory,Chaozhou 521000,China)

Abstract:In order to provide data support and references for the development and flavor improvement of Douchi products,using six kinds of commercial common Douchi from different production areas with different fermentation types(numbered as DC1-DC6)as the research objects,the basic nutritional components, free amino acids, and nucleotides were determined, and their taste activity value (TAV) and equivalent umami concentrations(EUC)were calculated.The volatile flavor compounds of Douchi were analyzed using HS-SPME-GC-MS,and the results were compared with sensory evaluation for comprehensive evaluation.The results showed that the content and proportion of umami amino acids in Luoding Douchi (DC3) were significantly higher than those in other Douchi (P<0.05), while Zhangjiakou Douchi (DC6) had the highest content of umami nucleotides.Luoding Douchi(DC3)had the highest EUC value.The ranking of comprehensive sensory scores for six kinds of Douchi was DC1>DC3>DC2>DC5>DC4>DC6,and Yongchuan Douchi(DC5)had the highest aroma sensory score.The quality and flavor of Douchi varied in different regions,and were closely related to the fermentation strains.Aspartate, glutamic acid, and ornithine were the main umami substances in Douchi.Acids, aldehydes, and esters were the main volatile flavor compounds in Douchi.Aspergillus fermentation produced more umami amino acids and pleasant flavor.Mucor fermentation had unique and rich flavor,but insufficient umami flavor,bacterial fermentation produced higher flavor nucleotides,but insufficient aroma.

Key words:Douchi;umami taste;volatile flavor component;sensory evaluation

中图分类号:TS214.2

文章编号:0254-5071(2024)07-0238-08

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.07.036

引文格式:覃芳丽,王思远,邹宇晓,等.六种市售豆豉的品质和挥发性风味物质分析[J].中国酿造,2024,43(7):238-245.

收稿日期:2023-10-25 修回日期:2023-12-28

基金项目:佛山市财政专项资金-2023年高水平广东省农业科技示范市建设资金市院合作项目;农村科技特派员驻镇帮镇扶村服务专项(2022020424);化学与精细化工广东省实验室潮州分中心科技计划项目(HJL202202B001)

作者简介:覃芳丽(1998-),女,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。

*通讯作者:王思远(1987-),女,副研究员,硕士,研究方向为农产品加工。